湖北省七校(荆州中学、襄阳五中、襄阳四中等)2016-2017学年高二下学期期中联考物理试题

高二年级4月期中联考

物理试题

命题学校：钟祥一中 命题人：李长江 审题人：寇建斌 赵 威

考试时间：2017年4月20日下午2:30—4:00

第一部分：必做题（共80分）

一、选择题：（1-7题为单项选择题；8-9题为多项选择题，每题4分，选对但不全得2分，有选错的得零分，共36分）

1、关于电场线、电势以及电势能，下列说法中正确的是：（ ）

A. 电场线是英国物理学家法拉第最先引入的，电势降落的方向就是电场线的方向

B. 不管是否存在其他力对电荷做功，电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少

C. 带正电的粒子只受电场力作用，则它在任意一段时间内不一定沿着电场线运动，但一定向低电势方向运动

D. 在正点电荷形成的电场中的任意一点处，正电荷具有的电势能可能小于负电荷具有的电势能

2、一个正点电荷Q 静止在正方形的一个角上，另一个带电质点射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个角a 、b 、c ，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）

A ．a 、b 、c 三点电势高低的关系是b c a ϕϕϕ<=

B ．质点在a 、b 、c 三处的加速度大小之比是1：2：1

C ．质点由a 到b 电势能增加，由b 到c 电场力做正功，在b 点动能最小

D ．若改变带电质点在a 处的速度大小和方向，有可能使其经过a 、b 、c 三点做

匀速圆周运动

3、如图所示，带电的平行金属板电容器水平放置，质量相同、重力不计的带电微粒A 、B 以平行于极板的相同初速度从不同位置射入电场，结果打在极板上同一点P .不计两微粒之间的库仑力，下列说法正确的是( )

A ．在电场中微粒A 运动的时间比

B 长

B ．在电场中微粒A 运动的时间比B 短

C ．静电力对微粒A 做的功比B 少

D ．微粒A 所带的电荷量比B 多

4、如图所示的电路，电源内阻不计，R 为阻值未知的定值电阻，当在a 、b 间分别接入R 1

＝5 Ω，R 2＝9 Ω的电阻时，理想电压表的示数分别为U 1＝5.0 V ，U 2＝5.4

V ，则下列说法正确的是( )

A ．电源的电动势为E ＝6 V ，电阻R ＝2 Ω

B ．当在a 、b 间接入R 3＝1 Ω的电阻时，电源的输出功率一定最大

C ．当在a 、b 间接入C ＝2 μF 的电容器时，电容器所带电荷量为1.2×10

－5C

D ．当在a 、b 间接入线圈电阻为R 0＝1 Ω，额定功率为4 W 的电动机时，电动机恰能正常工作，则通过电动机线圈的电流为2 A

5、如图所示电路，电源电阻不可忽略，R 1、R 2、R 3为三个可变电阻,电键S 闭合时电容器C 1、C 2所带电荷量分别为Q 1和Q 2，若要使Q 1和Q 2都增大，下面操作可行的是

（ ）

A ．仅将R 2增大

B ．仅将R 1增大

C ．仅将R 3增大

D ．断开开关S

6、为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势

来测量海水的流速。假设海洋某处地磁场竖直分量为B =0.5×10－4T ，水流是南北流

向，如图所示，将两电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方

向。若两电极相距L =10m ，与两电极相连的灵敏电压表读数为U =2.5mV ，则海水

的流速大小为（ ）

A. 10m/s

B. 0.5m/s

C. 5m/s

D. 2.5m/s

7、科学家提出一种靠电磁作用获得升力的升降电梯方案，其提升原理可以简化

为如图所示的模型:在竖直面上相距L 的两根平行直导轨间，有等距离分布的水平

方向匀强磁场B 1和B 2，且B 1=B 2=B ，每个磁场区域的高度都是l ，相间排列，所

有这些磁场都以相同的速度向上匀速运动，这时跨在两导轨间的长为L 、高为l

的电梯桥箱abcd 在磁场力作用下也将会向上运动.设电梯桥箱的质量为M ，总电

阻为R ，不计运动中所受到的阻力。电梯向上的最大速度为v m ，则磁场向上匀速

运动的速度v 可表示为( ) A. 2

2L B MgR v v m -=

B. 222L B MgR v v m +

= C. 224L B MgR v v m -= D. 224L B MgR v v m += 8、如图甲所示，导体框架bacd 与水平面成θ角，质量为m 、电阻为R 的导体棒PQ 与框架接触良好，整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度B 的变化情况如图乙所示，PQ 能够始终保持静止，则0～t 2时间内，PQ 受到的安培力F 和摩擦力f 随时间变化的图像可能正确的是（ ）(不计框架电阻，取平行斜面向上为正方向)

9、一矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图甲所示．现把交流电加在原副线圈匝数之比为4∶1的理想变压器原线圈两端，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻（如图乙所示）。下列判断正确的是（ ）

图甲 图乙

A ．线圈转动的角速度ω＝100

rad/s

C．原线圈中电流表的读数为0.5 A，副线圈中电压表的读数为552V

D．原线圈中的输入功率为110 W

二、实验题：(本题共2小题，共18分．将答案填在题中的横线上)

10、（6分）某同学利用如图甲所示的实验装置测物块与水平桌面的动摩擦因数．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离后停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器所连接电源的频率为50 Hz.

（1）通过分析纸带数据，可判断在打下计数点________和________之间某时刻物块开始减速．

（2）物块与桌面间的动摩擦因数为μ＝________.（取两位有效数字）

11、（12分）有一根长陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，管的两端有导电箍M 和N，如图（a）所示。用多用电表电阻挡测得MN间的电阻膜的电阻R x约为200 。陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。

某同学要利用下列器材设计一个测量该电阻膜厚度d的实验。

A．毫米刻度尺

B．游标卡尺（20分度）

C．电池组E(电动势3 V，内阻不计)

D．电流表A1(量程0～15 mA，内阻约为100Ω)

r=200Ω)

E．电流表A2(量程0～3 mA，内阻为

2

F．滑动变阻器R1(阻值范围0～20Ω，额定电流2 A)

G．电阻箱R2(阻值范围0～999Ω，额定电流1 A)

H．开关S、导线若干

（1）他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l，用游标卡尺测量该陶瓷管的外径，其示数如图（b）所示，该陶瓷管的外径D= cm；

（2）将电流表A2与电阻箱串联，改装成一个量程为3.0V的电压表，需将

电阻箱R2的阻值调到_______Ω.

（3）为了比较准确地测量电阻膜的电阻，且调节方便，请在方框中完整画

出测量电路图，并在图中标明器材代号；

（4）连接好电路后移动滑动变阻器的滑片，闭合开关。改变滑动变阻器接

入电路的电阻，若某次实验两电流表A1和A2的读数分别为I1和I2，则电阻

膜的电阻R x = （用题目给出的已知量符号表示）； 若镀膜材料的电阻率为ρ，计算电阻膜厚度d 的数学表达式为d = （用R x 以及题目给出的已知量符号或数学常数的符号表示）。

三、计算题：(本题共2小题，共26分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

12、（12分）两根光滑的长直金属导轨MN 、M'N '平行置于竖直平面内，导轨间

距为L =0.5m ，电阻不计，M 、M '处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均

为R =2.0Ω，长度也为L 、阻值同为R 的金属棒ab 质量为m =0.1kg 垂直于导轨放

置，导轨处于磁感应强度为B =4.0T 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。ab 由静

止释放后向下运动且与导轨保持良好接触，在ab 运动距离为h =1.0m 时刚好做匀

速运动，求：

（1）此过程金属棒的最大速度；

（2）此过程中金属棒中产生的焦耳热。

13、（14分）如图所示的平面直角坐标系xoy ，在x 轴下方的区域内存在方向与y 轴正方向

相同的匀强电场，电场强度为3

10=E V/m.在x 轴上方以

原点O 为圆心、半径为40.=R m 的半圆形区域内存在匀

强磁场，磁场的方向垂直于xoy 平面并指向纸面外，磁感

应强度为01.=B T.y 轴下方的A 点与O 点的距离为10.=d m ，一质量为121002-⨯=.m kg 、电荷量为

81001-⨯=.q C 的带正电粒子从A 点由静止释放，经电场

加速后从O 点射入磁场．不计粒子的重力作用．

（1）求粒子在磁场中运动的轨道半径r .

（2）要使粒子进入磁场之后不再经过x 轴，电场强度需大于或等于某个值E 0，求E 0.

（3）若电场强度E 等于第(2)问E 0的3

2，求粒子从A 点出发到第二次到达x 轴所经历的时间．（结果保留两位有效数字）

第二部分：选做题（共30分）

请考生从给出的【选修3-4】和【选修3-5】两部分题中任选一部分做答，并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的对应标号涂黑。注意所做题目的标号必须与所涂题目的标号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。

四、【选修3-4】

多项选择题：（每题4分，选对但不全得2分，有选错的得零分，共8分）

14、下列说法正确的是（ ）

A ．肥皂泡呈现的彩色是光的衍射现象，露珠呈现的彩色的是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象

B ．机械波在介质中传播时, 各质点不会随波的传播而迁移，只是在平衡位置附近振动

C ．若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的2

1，单摆振动的频率将不变，振幅变小 D ．光纤通信，全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理

15、图甲为一列简谐横波在t =0.10s 时刻的波形图，P 是平衡位置为x =1 m 处的质点，Q 是平衡位置为x =4 m 处的质点，图乙为质点Q 的振动图象，则下列说法正确的是（ ）

A. t =0.10s 时，质点Q 的速度达到正向最大

B. t =0.15s 时，质点P 的运动方向沿y 轴负方向

C. 从t =0.10s 到t =0.15s ，质点P 通过的路程为10 cm

D. 从t =0.10s 到t =0.15s ，该波沿x 轴负方向传播了2m

计算题：(本题共2小题，共22分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

16、（10分）如图9所示为一列简谐波在t 1＝0时刻的图象．此时波中质点M 的运动方向沿y 轴正方向，且t

2＝0.45 s 时质点M 恰好第3次到达y 轴正方向最大位移处．试

求：

（1）此波向什么方向传播？（回答“向左”或“向右”）

（2）波速是多大？

（3）从t 1＝0至t 3＝1.1 s 时间内波中质点N 运动的路程和t 3时刻的位移分别是多

少？

17、（12分）投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体，光源产生的单色平行

光投射到平面上，经半球形镜头折射后在光屏MN 上形成一个圆形光斑。

已知镜头半径为R ，光屏MN 到球心O 的距离为4R ，玻璃对该单色光的折

射率为n=2，不考虑光的干涉和衍射。求：

（1）能从玻璃体射出的平行光到O 点的距离d 需满足什么条件。

（2）光屏MN 上被照亮的圆形光斑的半径。(结果可用根式表示)

五、【选修3-5】

多项选择题：（每题4分，选对但不全得2分，有选错的得零分，共8分）

14、下列说法正确的是( )

A ．原子核内部某个质子转变为中子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变

B ．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定放出核能

C ．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应

D ．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大

15、如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m 的物体A 相连，A 放在光

A．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh

mgh

2

h

C．B能达到的最大高度为

2

h

D．B能达到的最大高度为

4

计算题：(本题共2小题，共22分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 16、（10分）某光电管用金属钠作为阴极金属，已知金属钠的逸出功为2.29eV，现用波长为300 nm的光照射金属钠表面，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中的光速c＝3.0×108m/s, 电子电荷量e＝1.6×10－19 C,1 nm＝10－9 m，求：

（1）金属钠的截止频率

（2）光电子的最大初动能

（3）该光电管的遏止电压．(结果均保留两位有效数字)

17、（12分）质量为M=4 kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量为4 kg，停在B的左端。质量为1 kg的小球用长为1.25m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生正碰后反弹，反弹所能达到的最大高度为0.45

μ，求：

m，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数1.0

=

（1）小球与A碰后瞬间，A的速度多大？

（2）为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，木板至少多

长？

高二4月期中联考物理参

10 (1)6 7 (2)0.20 （每空2分） 11、（1）1.340；（2分） （2）800 （2分）

（3）电流表外接，分压式电路，见右图；（4分） （4） 2

1222I I R r I Rx -+=

)

(（2分） ，

D

R l x πρ（

2

42x R l

D D πρ-

-同样给分）（2分）

12、（1）BLv E =

R

E I 4=

BIL F =安 ma F mg =-安

ma R

v L B mg =-422 ………………………………………………2分

当0=a 时 v 最大

R v L B mg m

422= ………………………………………………2分

s m L

B

mgR

v m /242

2==

………………………………………………2分 （2）Q mv mgh m +=2

21……………………………………………2分

J Q 80.= ……………………………………………2分 J Q R

R

Q 2041.==

………………………………………………2分 13、

（1）粒子在电场中加速，由动能定理得22

1mv qEd =

①（1分）310=v m/s （1分） 粒子进入磁场后做圆周运动，有

r

v m q v B

2

= ②（1分） 解得粒子在磁场中运动的半径 20.=r m ③（1分）

（2）粒子之后恰好不再经过x 轴，则离开磁场时的速度方向与x 轴平行，运动情况如图①， 可得02r R =④（1分）

s m m

Bqr v /30

0102⨯==

（2分） 由2

0021mv qd E =

得m V E /20000=（2分） （3） 将013

2E E =

s m v v /30110332

32⨯==

代入可得磁场中运动的轨道半径3

1R r =

⑥（1分） 粒子运动情况如图②，图中的角度α、β满足

2

32=

=r R

αcos 即α＝30° ⑦

β＝2α＝60° ⑧ 在电场中运动时间s v d

t 4111032

1-⨯==

（1分） 在磁场中运动的时间s T t 42103

4

3-⨯==π（1分） 出磁场后运动的时间s v r t 41

1

310323-⨯==

（1分） 总时间s s t t t t 443211049103

π

439--⨯=⨯+=++=.（1分）

【选修3-4】 14、BC

15、BD 16 、

（1）由M 点此时的运动方向向上，得出此波向右传播．（2分） （2）在t 2＝0.45 s 时，质点M 恰好第3次到达正最大位移处，则有(2＋4

1

)T ＝0.45 s ，解得周期为：T ＝0.2 s （2分）

由波的图象可以看出波长为：λ＝0.4 m ，则波速为：v ＝λT ＝0.4

0.2 m /s ＝2 m /s （2分）

（3）在t 1＝0至t 3＝1.1s 这段时间，波中质点N 经过了2

1

5个周期，所以走过的路程为s ＝22×5 cm ＝110 cm . （2分）

t 3时刻的位移为-2.5 cm . （2分） 17、

（1）如图所示，光线入射到D 点时恰好发生全反射

2

2

1=

=

n C sin 045=C （3分）

R C R OA 2

2

=

=sin R d 2

2

≤

（3分） （2）R C

R

OF 2==

cos （2分） 又因为

C r

F

O tan '= OF R F O -=4' （2分）

解得()

R r 24-= （2分）

【选修3-5】 14、BC 15、BD

16、（1）根据逸出功W 0＝hν0，得截止频率：ν0＝34

1910

6361061292--⨯⨯⨯...Hz ＝5.5×1014

Hz （3分）

（2）根据光电效应方程：E k ＝hν－W 0＝hc λ－W 0＝3.0×10－19

J （3分）

（3）光电子动能减小到0时，反向电压即遏止电压，根据动能定理：eU ＝E k ， 代入数据得：U ＝1.9 V （4分） 17、

（1）设球与A 碰后速度为v 1

212

1

mv mgh = （2分） s m gh v /321==（2分）

（2）设球与A 碰前速度为v 0

2

02

1mv mgL = s m gl v /520== （2分）

球与A 碰撞过程中，系统动量守恒A A v m mv mv +-=10 (2分) 得v A =2m/s (2分)

物块A 与木板B 相互作用过程中()A A A m v m M v =+共 （2分） v 共=1m/s (2分)

22(11

g )22

A A A A m m x v m M v μ=

-+共， 得x =1.0m (2分)